DE4116667A1 - Verfahren zur erfassung der verkehrslage und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur erfassung der verkehrslage und anordnung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der
Verkehrslage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar zur Erfassung der
Luftverkehrslage in der Umgebung sogenannter Regionalflug
plätze. Dieses sind Landeplätze des allgemeinen Verkehrs
mit Flugplatzkontrollstellen. Auf diesen Landeplätzen kön
nen insbesondere kleinere Flugzeuge nach Sicht- und
Instrumenten-Flugregeln starten und landen.
Wird ein solcher Regionalflugplatz zumindest zeitweise,
z. B. am Beginn sowie am Ende der derzeit üblichen Ge
schäftszeit, stärker genutzt, so ist es erforderlich, in
der Umgebung des Regionalflugplatzes die Luftverkehrslage
zumindest zeitweise optimal zu erfassen damit insbesondere
sogenannte Konfliktsituationen vermieden werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gat
tungsgemäßes Verfahren anzugeben, das eine kostengünstige
Ermittlung der Luftverkehrslage ermöglicht, insbesondere
in der Umgebung eines Regionalflugplatzes, wobei Luftfahr
zeuge mit unterschiedlichster Instrumentenausstattung in
zuverlässiger Weise überwacht und/oder abgefertigt werden
sollen. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde,
eine kostengünstige und vielseitig erweiterbare Anordnung
zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden
Teilen der Patentansprüche 1 und 7 angegegebenen Merkmale.
Vorteilhafte Aus- und/oder Weiterbildungen sind den Un
teransprüchen entnehmbar.
Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sowohl
in dem Luftfahrzeug als auch in der Bodenstation lediglich
jeweils eine Anordnung mit derselben Grundausstattung
benötigt wird. Diese ist räumlich kompakt und kostengün
stig herstellbar.
Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß die Grundausstat
tung entsprechend den Anforderungen an das Luftfahrzeug
und/oder den Regionalflugplatz erweiterbar und/oder
nachrüstbar ist.
Ein dritter Vorteil besteht darin, daß zur Übertragung der
Positionsdaten eines Luftfahrzeug und/oder einer Bodensta
tion in kostengünstiger Weise eine zwischen dieser und dem
Luftfahrzeug vorhandene Sprechfunkstrecke genutzt wird.
Dadurch entfallen ansonsten nötige zusätzliche Sende
und/oder Empfangsanlagen.
Ein vierter Vorteil besteht darin, daß insbesondere in ei
nem Luftfahrzeug im allgemeinen keine Zusätzliche Anzei
geneinrichtung benötigt wird, sondern es können bereits
vorhandene Anzeigeeinrichtungen benutzt werden, z. B. der
Bildschirm eines Wetterradars oder eines Stormcopes.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs
beispieles unter Bezugnahme auf eine schematische Zeich
nung näher erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1 ein Blockbild einer beispielhaften Anordnung in
einem Luftfahrzeug und
Fig. 2 ein Blockbild einer beispielhaften Anordnung in
einer Bodenstation.
In der folgenden Beschreibung sowie der Zeichnung werden
zum Teil englische Bezeichnungen verwendet, da diese in
den Fachkreisen üblich sind und daher zu einer genauen Er
läuterung der Erfindung dienen.
Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß sowohl in dem
Luftfahrzeug (Fig. 1) als auch in der Bodenstation (Fig.
2) die gleiche Grundausstattung 9 benötigt wird. Diese
enthält als wesentlichen Bestandteil eine Busstruktur, an
die verschiedene Geräte anschließbar sind, was im folgen
den noch näher erläutert wird. Dadurch kann die Anordnung
an unterschiedliche Gegebenheiten und Anforderungen ange
paßt werden. Die Grundausstattung 9 enthält weiterhin
- - eine Datenverarbeitungsanlage 10 ("Data Management & Control"), z. B. einen sogenannten Kleinrechner ("Ein-Karten-Rechner"), zur Verarbeitung der auf dem Datenbus 1 vorhandenen Daten,
- - eine Datenein-/-ausgabeeinrichtung 11 ("Date I/O"), z. B. eine Tastatur oder eine Einrichtung zur Ein-/Ausgabe von Sprachinformationen zur Ein /Ausgabe von Daten wie beispielsweise Flugplänen und/oder sogenannten Waypoints (Wegmarken), und
- - ein Sprach-Datenmodem 2 ("Voice Date Modem"), das eine im allgemeinen vorhandene Sende- und Emp fangseinrichtung 12 ("COM I/O") für den Flugfunk ("Voice Data Communication") ansteuert.
In dem Beispiel gemäß Fig. 1 wird nun diese Grundausstat
tung 9 für ein Luftfahrzeug erweitert durch
- - eine Einrichtung 8 ("A/C Data Library") zur Spei cherung und Abgabe der für das Luftfahrzeug wich tigen Kenndaten, z. B. Kennung, Typ sowie Flugplan daten,
- - eine Anlage 5 zur Ermittlung der Positionsdaten des Luftfahrzeugs. Diese Anlage 5 enthält vor teilhafterweise ein Satellitennavigationssystem, dessen Daten über eine zugehörige Ein-/Ausgabe stelle (NAV I/O) an den Datenbus 1 geleitet wer den, und
- - eine Anzeigeeinheit 3, die vorteilhafterweise den im allgemeinen vorhandenen Bildschirm des elektro nischen Instrumenten-Flugsystems ("Electronic Flight Instrument System" (EFIS)) benutzt. Dieses Flugsystem ist über eine zugehörige Ein-/Ausgabe einheit (EFIS I/O) mit dem Datenbus 1 verbunden.
In dem Beispiel gemäß Fig. 2 wird nun diese Grundausstat
tung 9 für eine Bodenstation lediglich erweitert durch
eine Anzeigeeinrichtung 4, die z. B. einen Farbbildschirm
("Display on Ground") und eine zugehörige Ein-/Ausgabe
einheit ("GRAF. I/O"), die mit dem Datenbus 1 verbunden
ist, enthält. Es ist zweckmäßig, an den Datenbus 1 eine
oder mehrere Anlagen zur Ermittlung zusätzlicher
Positionsdaten von Luftfahrzeugen anzuschließen. Die Anla
gen sind z. B. Primär- oder Sekundär-Radaranlagen 6
und/oder Peiler-Triangulationsanlagen 7 ("VDF"), die über
die zugehörigen Ein-/Ausgabeeinheiten RADAR I/O bzw. VDF
I/O an den Datenbus 1 angeschlossen sind. Es ist ersicht
lich, daß an den Datenbus 1 weitere Anlagen zur Ermittlung
der Positionsdaten von Luftfahrzeugen anschließbar sind.
Außerdem ist über den Datenbus eine Kopplung mehrerer Bo
denstationen möglich, sofern dieses erforderlich ist. Mit
einer solchen Bodenstation sind vorteilhafterweise sowohl
sogenannte kooperative als auch sogenannte nicht koopera
tive Verkehrsteilnehmer (Luftfahrzeuge) erfaßbar. Alle
Luftfahrzeuge können auf einem Sichtschirm dargestellt
werden, so daß eine Verkehrslenkung durch ein Lotsen am
Boden möglich ist. Die erfaßten Daten der Luftfahrzeuge
können auch für Verwaltungsaufgaben, z. B. Erstellung von
Statistiken, Abrechnung der Start- und/oder Landegebühren,
benutzt werden.
Der Verfahrensablauf zur Erfassung der Luftfahrzeuge wird
nachfolgend näher erläutert.
Bei der kooperativen Erfassung besitzt das Luftfahrzeug
z. B. ursprünglich mindestens eine Anlage zur Bestimmung
der eigenen Positionsdaten sowie eine Sprechfunkanlage zur
Durchführung des Standardflugfunkes. Diese Geräteausstat
tung wird nun so erweitert, daß sich eine Ausstattung ge
mäß Fig. 1 ergibt. Mit dieser Ausstattung ist die Erfas
sung der eigenen Position, die Übertragung von Positions-,
Flugzeug - sowie Flugplandaten zur Bodenstation möglich
sowie der Empfang der Positionsdaten benachbarter Luft
fahrzeuge. Außerdem ist eine Darstellung einer vereinfach
ten Verkehrslage auf einem Anzeigegerät, z. B. einem Wet
terradarbildschirm, einem Stormscope oder dem Bildschirm
eines elektronischen Flug-Instrumenten-Systems (EFIS),
möglich. Gemäß Fig. 1 werden die Daten der eigenen Posi
tion über ein Navigations-Interface (NAV I/O) aus dem an
Bord des Luftfahrzeuges befindlichen Navigationssystems,
z. B. entweder eines Flight Management Systems oder ersatz
weise eines GPS (Satellitennavigationssystems) mit einer
Positionsgenauigkeit besser als 0.1 NM (nautische Meilen)
und 50 ft (Fuß) Höhe gewonnen und einer Datenverarbei
tungsanlage 10 (Data Management & Control) zugeführt, wo
sie mit den Daten des Luftfahrzeuges (A/C DATA Library),
wie der Kennung, des Kurzrufzeichens, Flugplandaten, ver
knüpft werden. Erfolgt nun über den Standard-Flugfunk ein
selektiver Abfrageruf der Bodenstation, so wird dieser in
der Sende- und Empfangseinrichtung 12 empfangen und auto
matisch an die Datenverarbeitungsanlage 10 weitergeleitet.
Diese bewirkt, daß über die Datenein-/ausgabeeinrichtung
11 das Sprach-Datenmodem 2 und die Sende- und Empfangsein
richtung 12 angesteuert werden. Dann werden zumindest die
Daten des Luftfahrzeuges über den Flugfunk an die abfra
gende Bodenstation übertragen. Die gleiche Einrichtung an
Bord wird benutzt um von Nachbarflugzeugen abgestrahlte
Daten zu empfangen und über eine Schnittstelle (EFIS I/O)
an ein Anzeigegerät zu übertragen, wo diese anderen
Verkehrsteilnehmer relativ zur eigenen Position nach Lage
und Entfernung angezeigt werden.
Müssen nun auf einem Regionalflugplatz eine Vielzahl gemäß
Fig. 1 ausgerüsteter Luftfahrzeuge abgefertigt werden,
d. h. Starts, Landungen und Bewegungen innerhalb der Kon
trollzone kontrolliert werden, so kann die zugehörige Bo
denstation in vorteilhafter Weise sehr kostengünstig aus
gerüstet sein. Es wird lediglich die in Fig. 2 darge
stellte Grundausstattung 9 sowie die Anzeigeeinrichtung 4
benötigt.
Müssen dagegen auf einem Regionalflugplatz zusätzlich oder
vorwiegend Luftfahrzeuge, die kein kooperatives Erfassen
ermöglichen, sicher und zuverlässig abgefertigt werden, so
muß die zugehörige Bodenstation auf Daten zur Positionsbe
stimmung von Luftfahrzeugen zurückgreifen, die von Nach
barstationen über Primär- und Sekundärverfahren ermittelt
wurden. Ist eine solche Bodenstation z. B. gemäß Fig. 2 mit
Anlagen 6, 7 zur Positionsbestimmung ausgerüstet, so kön
nen mit einer solchen Bodenstation in sicherer und zuver
lässiger Weise auch eine Vielzahl von Luftfahrzeugen, die
lediglich den Standard-Flugfunk besitzen, abgefertigt wer
den.
In allen Fällen erhält die Bodenstation ein dem Verkehrs
teilnehmer (Luftfahrzeug) zugeordnetes Datentelegramm mit
Angaben über dessen Rufzeichen, die aktuelle Position und
zusätzliche Flugplan- oder Absichtsdaten. Bei einer digi
talen Sprach- und Datenübertragung im Multiplexverfahren
z. B. Zeitmultiplex, muß ein Sprach-Daten Modem (Voice Data
Modem) zur Trennung der Dateninformation verwendet werden.
Über eine Kommunikationsschnittstelle (Data I/O) werden
die Daten der zentralen Rechnereinheit (Data Management &
Control) zugeführt. In diesem Rechner wird aus den aktuell
empfangenen Daten der Verkehrsteilnehmer, aus bereits be
kannten Daten vorangegangener Übertragungen, aus den In
formation eines möglicherweise vorhandenen Primär- und Se
kundärradar (über die Schnittstelle Radar I/O) und aus
möglicherweise vorhandenen Triangulationsdaten zweier Pei
ler eine Luftlage generiert und über die Grafikeinheit
(Graphic I/O) auf einem Farbbildschirm ausgegeben. Ferner
wird in der zentralen Einheit eine Abfragefrequenz für die
Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit ihrer Entfernung zum
Platz und ihrer Absichten generiert und über den Kommuni
kationsteil des Bodensystems abgestrahlt. Die kooperativ
ausgerüsteten Luftfahrzeuge antworten danach automatisch
ebenfalls sequenziell in der Reihenfolge, in der sie ange
sprochen werden. Die nicht kooperativ ausgerüsteten Luft
fahrzeuge werden durch ein Trackverfahren mitgeführt und
ihre Position bei Funkkontakt überprüft bzw. korrigiert.
Weiterhin sind andere Teilnehmermanagementverfahren mög
lich, zum Beispiel Random-Access-Verfahren, bei denen bei
spielsweise Luftfahrzeuge selbsttätig in beliebiger zeitli
cher Reihenfolge Positionsmeldungen abstrahlen.
Mit den derartig enthaltenen Daten ist eine Ermittlung von
Konflikten, z. B. ungenügender Sicherheitsabstand, und eine
dementsprechende Warnung des zuständigen Verkehrslotsen
möglich, z. B. durch eine entsprechende grafische Anzeige
auf einem Farbbildschirm.
Weiterhin ist eine Erfassung aller (Luftfahrzeug)
Bewegungen zum und vom Landeplatz zum Zweck der automati
sierten sogenannten AIS-Meldungen bei Flugplänen und für
Abrechnungen und die Verwaltung möglich.
Die Erfindung ist nicht auf die aufgeführten Beispiele be
schränkt. Beispielsweise ist es möglich, ein oder mehrere
in den Fig. 1 oder 2 aufgeführten Funktionsblöcke in
Software-Modulen zu realisieren.
Weiterhin ist es möglich, das beschriebene Verfahren
und/oder die Anordnung auf andere Verkehrssysteme z. B.
Straßen- oder Wasserverkehr anzuwenden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Erfassung der Verkehrslage, insbesondere
der Luftverkehrslage, in der Umgebung von Landeplätzen,
bei denen zumindest über eine VHF-Funkausrüstung eine
Sprechfunkverbindung zwischen einer zu dem Landeplatz ge
hörenden Bodenstation und mindesten einem in deren Umge
bung befindlichen Luftfahrzeug ermöglicht wird, dadurch
gekennzeichnet,
- - daß wahlweise in dem Luftfahrzeug oder der Boden station oder sowohl in der Bodenstation als auch in dem Luftfahrzeug mindestens eine Anlage zur Be stimmung der Positionsdaten des Luftfahrzeugs ein gerichtet wird, und
- - daß die von der Anlage ermittelten Positionsdaten über die VHF-Funkausrüstung zu der Bodenstation übertragen und dort angezeigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei dem Vorhandensein von mindestens zwei Luftfahrzeugen
in der Umgebund der Bodenstation in jedem Luftfahrzeug und
in der Bodenstation die Positionsdaten der Luftfahrzeuge
angezeigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Positionsdaten von mindestens zwei
Luftfahrzeugen, die sich in der Umgebung der Bodenstation
befinden, fortlaufend überwacht werden und daß beim Auf
treten einer Konfliktsituation der Lotse gewarnt wird.
4. Verfahren nach ein dem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsdaten auf einem
Sichtschirm angezeigt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Positionsdaten wahlweise in
einem Luftfahrzeug oder der Bodenstation ermittelt und
dort gespeichert werden und daß diese Positionsdaten erst
dann über die Sprechfunkverbindung gesendet werden, wenn
von der Bodenstation oder dem Luftfahrzeug zuvor ein zuge
höriges Anforderungssignal über die Flugfunkverbindung
empfangen wurde.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest die Positionsdaten als
digitale Signale über die Flugfunkverbindung gesendet
werden.
7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Luftfahrzeug und der Bodenstation ein Datenbus (1),
an den zumindest ein Sprache-Daten-Modem (2) sowie eine
Anzeigeeinheit (3, 4) anschließbar sind, vorhanden ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
an den Datenbus (1) mindestens eine Anlage (5, 6, 7) zur
Ermittlung der Positionsdaten von mindestens einem Luft
fahrzeug angeschlossen sind und daß zumindest in dem Luft
fahrzeug eine Einrichtung (8) zur Abgabe einer Kennung an
den Datenbus (1) angekoppelt ist.
9. Anordnungen nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß in mindestens einem Luftfahrzeug die
Anlage (5) zur Ermittlung der Positionsdaten ein Satelli
tennavigationssystem enthält.
10. Anordnungen nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bodenstation Zugriff auf Daten ei
ner Anlage (6, 7) zur Ermittlung der Positionsdaten von
mindestens einem Luftfahrzeug erhält und daß die Anlage
(6, 7) mindestens eine Radaranlage und/oder mindestens
eine Triangulationsanlage enthält.
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